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#bike2work: Modellrechnung

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Im dritten Teil meiner Gedanken zu einem möglichen neuen Pendlerbike werde ich unter einigen Annahmen die Zeitersparnis, die mir ein neues Rad bringen könnte, abschätzen. Dazu betrachte ich die mittleren Geschwindigkeiten der einzelnen Segmente der Strecke, die ich bereits in der Streckenauswertung ermittelt habe. Anschließend ermittelte ich mit dem Leistungsrechner auf kreuzotter.de iterativ die dazu notwendige Leistung unter der Annahme, dass diese konstant über das Segment abgegeben wird. Zu diesem Wert der Leistung addiere ich 5 Watt hinzu, um den Wirkungsgradunterschied, zwischen einer Kettenschaltung beim potentiellen #bike2work-Rad und der aktuell an meinem Reiserad gefahrenen Rohloff, abzubilden. Ich weiß, dass gerade dieser Punkt in der Fahrradwelt heiß diskutiert wird und auch Rohloff dazu einen sehr ausführlichen Artikel auf ihrer Homepage geschaltet hat. Mein subjektiver Eindruck ist jedoch, dass die Rohloff merkbar Kraft kostet, die ich bei der Kettenschaltung, sei es auf dem MTB oder dem Rennrad so nicht spüre. Rohloff gibt übrigens als so gennante leistungsunabhängige Verluste, durch Reibung in Dichtungen und Getriebe, 2 Watt an.

Einfluss des #bike2work-Bikes abschätzen

Mit diesem Leistungsvorteil füttere ich wieder den Leistungsrechner, diesmal jedoch mit einem anderen Modell, als mit dem Reiserad. Eben mit dem Modell des potentiellen #bike2work-Rad. In den folgenden zwei Bildern sind die die gewählten Einstellungen im Leistungsrechner abgebildet. Beim #bike2work-Rad kommt noch hinzu, dass für die Berechnungen der „Überland-Segmente“ statt der Oberlenker-Haltung die Unterlenker-Haltung gewählt wird.

Die Unterschiede der Modelle sind im Detail:

  • Fahrerhaltung: MTB / Oberlenker bzw. Unterlenker
  • Gewicht des Fahrrades: 16,5 kg / 12,0 kg
  • Reifen: breiter Tourenreifen mit Profil / schmaler Rennreifen

Alle Berechnungen wurden ohne Berücksichtigung des Winds durchgeführt, da die mittleren Geschwindigkeiten auch jeweils aus Hin- und Rückfahrten ermittelt wurden und so in den Abschnitten auf denen man beispielsweise auf der Hinfahrt Rückenwind hatte, auf der Rückfahrt Gegenwind hatte. Bei der Auswahl der Messfahrten hatte ich darauf geachtet, dass der Wind über Tag nicht zu meinen Gunsten oder Ungunsten dreht. Da der Zusammenhang zwischen Windwiderstand und damit notwendiger Leistung sowie der Geschwindigkeit gegenüber der Luft nicht linear ist, ist diese Betrachtung fehlerbehaftet. Allerdings muss ich das so akzeptieren, da ich nicht die Möglichkeit habe während der Fahrt die Windgeschwindigkeit zu messen.

Mittlere Geschwindigkeiten und Leistungen

In der folgenden Abbildung sind die mittleren Geschwindigkeiten und Leistungen für die Messfahrten und Modellrechnungen vergleichend dargestellt. Es zeigt sich, dass vor allem in den Überlandabschnitten die mittlere Geschwindigkeit einen starken Zugewinn zeigt. Dies lässt sich mit dem geringeren Windwiderstand durch die Unterlenkerposition auf den Überlandabschnitten erklären. Dabei gilt, je höher die mittlere Geschwindigkeit, desto größer der Vorteil der Unterlenkerhaltung. In den Ortschaften und der Stadt fällt der Zugewinn hingegen geringer aus. Hier wirken sich nur die leichter laufenden Reifen, das geringere Fahrradgewicht und der angenommene Leitungsvorteil durch die Kettenschaltung positiv aus.

Mittlere Geschwindigkeiten und Leistungen für die Messfahrten und Modellrechnungen

Übersicht über alle Mess- und Rechenwerte

In der folgenden Abbildung sind alle Mess- und Rechenwerte für die einzelnen Segmente der Messstrecke zusammengefasst aufgeführt.

Mess- und Rechenwerte für die einzelnen Segmente der Messstrecke
Mess- und Rechenwerte für die einzelnen Segmente der Messstrecke

In der Spalte „Notwendige Leistung in Watt“ sind die bereits angesprochenen iterativ ermittelten Leistungen aufgeführt, die notwendig sind um unter den Modellannahmen „Reiserad“ die gemessenen „Mittleren Geschwindigkeiten über alles in km/h“ zu erreichen. In der Spalte „Leistungsvorteil in Watt durch Antrieb“ wurden diesen Leistungswerten 5 Watt hinzuaddiert. Anschließend wurde die „Mittlere Geschwindigkeit nach Modell in km/h“ mit dem Leistungsrechner und dem Modell „#bike2work-Rad“ ermittelt. Im Falle von Ortschaften oder Stadt wurde als Fahrerhaltung Oberlenker und in den Überlandabschnitten Unterlenker angenommen.

Zeitgewinn pro Fahrt und pro Tag

Die „Abgeschätzte Fahrzeit in min“ wurden dann aus den einzelnen Segmentlängen und mittleren Geschwindigkeiten errechnet. Die Summen finden sich in der letzten Zeile. Aus den Messfahrten ergibt sich pro Fahrt eine „notwendige Fahrzeit“ von 94,61 min (der minimale Unterschied zu den Angaben in der Streckenauswertung ergeben sich aus Rundungsfehlern), mit dem #bike2work-Bike hingegen von 82,62 min. Hieraus resultiert ein theoretischer Zeitgewinn mit dem #bike2work-Bike pro Fahrt von 12 min und somit pro Tag von 24 min.

Fazit

Mein Ziel mit einem eigens für das Pendeln zur Arbeit anzuschaffendes Fahrrad pro Tag 30 Minuten einzusparen zeigt sich wohl doch zu optimistisch. Die mögliche Einsparung pro Tag beträgt nach meiner Modellrechnung 24 Minuten. Allerdings auch unter der Annahme, dass ich auf den Überlandabschnitten konsequent in Unterlenkerhaltung fahre.

Was also tun? Ich habe bereits ein erstes Angebot für ein #bike2work-Rad eingeholt, dass in vielen Details meinen doch recht anspruchsvollen Wünschen entspricht. Entsprechend hoch fällt das Angebot mit Maßrahmen und vielen Sonderfeatures, wie beispielsweise Anschluss des Nabendynamos über die Ausfallenden, aus. Aufgrund des hohen Preises und dem verfehlten Ziel der Modellrechnung habe ich mich aber erst einmal gegen ein neues Rad entschieden. Stattdessen werde ich mein Reiserad auch im kommenden Jahr zum Pendeln nutzen. Allerdings werde ich am Rad kleinere Veränderungen vornehmen. Im ersten Schritt habe ich die abgefahrenen Schwalbe Marathon Mondial in den Maßen 28 x 1,6″ gegen Schwalbe Marathon Supreme in den Maßen 28 x 1,25″ ersetzt. Zugegebenermaßen wirken diese Trennscheiben schon fast etwas deplatziert aber ich werde kommende Woche sehen ob sich der Reifenwechsel durch ein schnelleres Grundtempo rechtfertigen lässt. Laut dem Leistungsrechner sollte der Reifen bei gleicher Leistung die mittlere Geschwindigkeit um 7% steigern. Ich bin gespannt!

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